DE60105486T2

DE60105486T2 - Vorrichtung zum Entlüften und Versiegeln von blasgeformten Behältern

Info

Publication number: DE60105486T2
Application number: DE60105486T
Authority: DE
Inventors: Fabrizio Castellari
Original assignee: TECHNE TECHNIPACK ENGINEERING; TECHNE TECHNIPACK ENGINEERING ITALIA SpA SAN LAZZARO DI SAVENA
Current assignee: TECHNE TECHNIPACK ENGINEERING; TECHNE TECHNIPACK ENGINEERING ITALIA SpA SAN LAZZARO DI SAVENA
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2001-05-04
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2021-05-05
Also published as: ATE276085T1; EP1155808A3; IT1321261B1; EP1155808A2; DE60105486D1; EP1155808B1; HK1043763A1; US20010043960A1; ITBO20000289A1; US6579082B2

Description

Die Erfindung hat industrielle Anwendung bei Maschinen, die geeignet sind für das Thermoformen von Kunststoffbehältern mittels Blasvorgang, wobei die Behälter in einer sterilen Umgebung mit Nahrungsmitteln oder kosmetischen Produkten oder für andere Verwendungen gefüllt werden sollen und zu diesem Zweck mit steriler Luft geblasen werden und aus den Thermoformen mit einem hermetisch abgedichteten, geschlossenen Endabschnitt hervorgehen, der während des Füllens der Behälter, das in einer kontrollierten Umgebungsatmosphäre durchgeführt wird, entfernt wird.
Um zu verhindern, daß diese Behälter während des Kühlens nach dem Thermoformen, vor dem Schließen des Endabschnittes und dem Herausziehen der Blasdüsen aus letzteren deformiert werden, ist es notwendig, innerhalb der Behälter ein Vakuum zu erreichen, welches für die Zunahme des Innendrucks einen Ausgleich schafft, welcher von der Restwärme des Kunststoffes hervorgerufen wird, durch welchen die Behälter gebildet werden. US-5,068,075 stellt den nächstliegenden Stand der Technik dar und offenbart die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Im Stand der Technik wird die Bildung des richtigen Vakuums innerhalb der mittels Blasvorgang thermogeformten Behälter durch Verwendung kostspieliger Vorrichtungen erreicht, bei denen der atmosphärische Umgebungsdruck nicht berücksichtigt wird, bei welchem die Behälter produziert werden und der nach Erreichen des eingestellten Vakuumwertes den Behälter gegen die Verbindung mit dem Saugkreislauf isoliert, während die Mittel, welche das Endteil des Behälters quer verschießen, synchron betrieben werden. Kleine Veränderungen der relativen Zeiten der vorerwähnten Schritte beeinflussen den innerhalb der Behälter erreichten Wert des Vakuums und können zu Produktionsabfällen führen.
Gemäß dem Patent werden die Blasdüsen, wenn das Formen der Behälter abgeschlossen ist, die sich noch in dichtendem Eingriff in den Behältern befinden, gegen den Blaskreislauf isoliert und werden mit einem Entleerungskreislauf verbunden, der mit der Saugmündung eines Venturi-Messers oder Ejektors verbunden ist, welcher durch einen Luftstrom betrieben wird, dessen Druck durch ein elektronisch gesteuertes Proportionalventil moduliert wird. Bei dieser Vorrichtung ist es möglich, innerhalb der Behälter den gewünschten Vakuumwert mit einem hohen Grad an Präzision zu erzeugen, welcher über die Zeit aufrechterhalten werden kann, derart, daß die Mittel zum Schließen des Endabschnittes der Behälter in der Lage sind, bei jeder Zeitveränderung von dem Augenblick, bei welchem das vorbestimmte Vakuum erreicht ist, zu arbeiten, ohne auftretende Abfälle zu produzieren, wie dies statt dessen beim Stand der Technik der Fall ist.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ist in dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 offenbart. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen bestimmt.
Die elektronische Steuereinheit, welche das proportionale Druckventil des Primärkreislaufes des Ejektors steuert, berücksichtigt auch den Wert des Atmosphärendruckes der äußeren Umgebung, in welcher die Behälter erzeugt werden, so daß der innerhalb der thermogeformten Behälter erzeugte Vakuumwert im Verhältnis zu dem Wert des atmosphärischen Druckes bestimmt wird. Mit anderen Worten wird der Vakuumwert innerhalb der Behälter positiv oder negativ bezüglich eines Bezugswertes korrigiert je nachdem, ob der atmosphärische Druck bezüglich eines vorbestimmten Mittelwertes mehr oder weniger variiert.
Weitere kennzeichnende Merkmale der Erfindung und die sich daraus ergebenden Vorteile ergeben sich deutlicher aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform derselben, die nur als nicht-begrenzendes Beispiel in den Figuren der anliegenden Zeichnungen veranschaulicht ist. Bei diesen gilt:
Die 1 und 2 veranschaulichen das allgemeine Diagramm der Vorrichtung bei dem Thermoform- bzw. Entlüftungszustand der Behälter;
3 zeigt eine Seitenansicht einer praktischen Ausführungsform der Erfindung;
4 zeigt eine Grafik der Veränderung des Innenvakuums der Behälter im Verhältnis zu dem atmosphärischen Druck der Arbeitsumgebung.
In 1 bezeichnet S die Form für das Thermoformen der Behälter C, welche mit der Blasdüse U und bekannten Mitteln Z versehen ist, welche den Endkopf des Behälters synchron verschließen. Während des Thermoformens des Behälters wird die Düse U mittels eines EIN-AUS-Ventils 1 mit dem Auslaß eines Sterilisationsfilters 2 verbunden, der zum Beispiel mit Dampf mittels des Kreislaufes gereinigt wird, der ein Einwegeventil 3 und ein EIN-AUS-Ventil 4 aufweist. Die Luft für das Blasen der Behälter wird von der Leitung 5 über einen Druckregler 4 und die Einwegeventile 7, 8 zugeführt und erreicht den Einlaß des vorerwähnten Filters 2. Von den Düsen U ist ein Druckwandler 9 abgezweigt, der ein elektrisches Signal proportional zu dem Druck oder Vakuum erzeugt, welcher/welches innerhalb der Behälter erzeugt wird, und der mit einer elektronischen Steuereinheit 10 verbunden ist, welche den automatischen Betrieb der in Rede stehenden Vorrichtung besorgt und mit dem Programmier-/Abfragesystem 11 verbunden ist. Nach Erreichen des vorbestimmten Druckes innerhalb der Behälter C nach dem Fertigstellen des Thermoformens der Behälter prüft die Steuereinheit 10 diesen Zustand mittels des Wandlers 9 und gibt die Weisung zum Schalten des Ventils 1, wie man in 2 sieht, und unterbricht die Zufuhr der Druckluft aus der Leitung 5, während Luft mit dem korrekten Druck weiter aus der abgezweigten Leitung 105 und über das Einwegeventil 12 ankommt, um ein Entleeren des Kreislaufabschnittes zwischen den Ventilen 7 und 1 zu verhindern.
Von den Düsen U ist ein EIN-AUS-Ventil 13 abgezweigt, welches von derselben Schnittstelle 14 gesteuert wird, welche das Ventil 1 steuert und von der Steuereinheit 10 gesteuert wird. Während des Thermoformens der Behälter C wird das Ventil 13 gemäß 1 geschlossen. Der Auslaß des Ventils 13 ist mit der Saugmündung des Sekundärkreislaufes eines Venturi-Messers oder Ejektors 15 mit geeigneten Eigenschaften verbunden. Der Primärkreislauf des Ejektors 15 ist an seinem Auslaß mit einem Filter oder Schalldämpfer 16 verbunden und ist an seinem Einlaß mit einer Druckluftzuführleitung 17 verbunden, die von einem AUS-EIN-Ventil 20 und einem Druckregler 18 unterbrochen ist, der von einem Proportionaldruckventil 19 angetrieben wird. Die Mittel 19 und 20 werden von der Steuereinheit 10 gesteuert. Während des Schrittes mit dem Thermoformen der Behälter C ist die Leitung 17 aktiv, und das Solenoid-Ventil 20 ist gemäß 1 geschlossen.
Nach dem Formen der Behälter C in korrekter Folge mit dem Schalten des Ventils 1 schaltet die Steuereinheit 10 die Ventile 13 und 20, wie man in 2 sehen kann. Die Düsen U sind also mit der Saugstelle des Ejektors 15 verbunden, dessen Primärkreislauf durch von der Leitung 17 zugeführte Druckluft durchströmt wird. Der Restdruck des Behälters C wird somit über den Ejektor 15 und den Filter 16 in die Atmosphäre abgegeben, und mittels desselben Ejektors erzeugt die Steuereinheit 10 den programmierten Vakuumwert durch geeignetes Modulieren des Proportionalventils 19. Mittels des Wandlers 9 prüft die Steuereinheit 10 den Wert des Vakuums, der innerhalb der Behälter erzeugt ist, und vergleicht diesen Wert mit jenem des Atmosphärendruckes, welchen die Steuereinheit 10 aus einem barometrischen Sensor 21 empfängt, der in der Arbeitsumgebung der Maschine zum Thermoformen von Behältern angeordnet ist. 4 zeigt ganz als nicht-begrenzendes Beispiel die graphische Darstellung H für die Veränderung des Vakuums DPI, das in den Behältern erzeugt ist, im Verhältnis zu dem Atmosphärendruck PA und zeigt, wie das Vakuum DPI umgekehrt proportional zu den Veränderungen von PA ist. In diesem Diagramm zeigt Vr den Bezugswert des Vakuums DPI, der in der elektronischen Steuereinheit 10 programmiert ist und auf einen Mittelwert Vm des Atmosphärendruckes PA bezogen ist.
Wenn die Steuereinheit 10 feststellt, daß das vorbestimmte Vakuum in den Behältern 10 gebildet ist, betätigt die Steuereinheit 10 unter Bezug auf den Wert des atmosphärischen Druckes über den Ausgang 24 die Mittel Z, welche den Endabschnitt der Flasche C quer zusammendrücken und dicht verschließen. In Phasenfolge werden die Ventile 13, 20 und 1 geschaltet, wie man in 1 sehen kann, die Düsen U werden aus den thermogeformten Behältern herausgezogen, und die Formen werden geöffnet, um die Behälter abzugeben, und werden für die Wiederholung eines neuen Arbeitszyklus vorbereitet.
In 3 sind die verschiedenen Bestandteile der Vorrichtung mit denselben Bezugszahlen in dem Diagramm nach den 1 und 2 versehen. 22 bezeichnet die Verbindung, an welche das flexible Rohr bzw. der Schlauch 23, der mit den Düsen U der Anordnung zum Thermoformen von Behältern verbunden ist, angeschlossen ist.
Es versteht sich, daß sich die Beschreibung auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bezieht, wobei Konstruktionsdetails in Verbindung mit dem Venturi-Messer 15, dem Proportionalventil 19 und der Steuereinheit 10 weggelassen sind, denn sie können vom Fachmann abgeleitet und leicht realisiert werden.

Claims

Vorrichtung für das innere Entlüften von Kunststoffbehältern, welche durch Blasmittel zum Blasen thermogeformt sind und für steriles Befüllen mit Mitteln (Z) für das Verschließen des Endabschnittes der Behälter und mit Entlüftungsmitteln mit einem sekundären Saugschaltkreis eines Venturi-Messers oder Auswerfers (15), dessen Primärkreislauf von Druckluft mit einem regulierten Druck durchlaufen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung proportionale Ventilmittel (19) hat für das Regulieren des Luftdruckes in dem Primärkreislauf und die elektronischen Steuermittel Programmiermittel (11) haben, um programmiert zu weiden, und Wandlermittel (9) haben für das Erfassen des Innendruckes oder Vakuums des Behälters, wobei die Steuereinheit (10) nach Erreichen des vorbestimmten Vakuums innerhalb der Behälter Mittel hat für das Aktivieren eines Verschließmittels (Z) zum Verschließen des Endabschnittes der thermogeformten Behälter.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit (10), die für das Antreiben des Proportionaldruckventils (19) vorgesehen ist, ausgestaltet ist, um zusätzlich zu dem Innendruck oder Vakuum der Behälter mittels des Wandlers (9) auch den atmosphärischen Druck der Arbeitsumgebung der Thermoformmaschine mittels mindestens einem speziellen barometrischen Sensor (21) zu erfassen, wobei die Steuereinheit ausgestaltet ist, über die Programmiereinheit (11) den Referenzwert (Vr) des Innendrucks (DPI) der Behälter, welcher auf einen Mittelwert (Vm) des atmosphärischen Druckes (PA) in Beziehung gesetzt ist, aufzunehmen, und auch ausgestaltet ist, um automatisch den Innenvakuumschwellwert zu verändern, nach dessen Erreichen die Mittel (Z) zum Verschließen des Endabschnittes der Behälter entsprechend den Veränderungen des atmosphärischen Druckes bezüglich des Mittelwertes (Vm) unter Befolgen des Gesetzes betätigt werden, wonach sich das Innenvakuum umgekehrt proportional zu den Veränderungen des atmosphärischen Druckes verändert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Blasdüsen (U) der Thermoformmaschine zu einem ersten EIN-AUS-Ventil (1) verzweigt sind zum Schicken der sterilen Druckluft für das Thermoformen der Behälter (C) und auch mit einem zweiten EIN-AUS-Ventil (13) verbunden sind, welches während des Thermoformens geschlossen und am Ende dieses Schrittes geöffnet ist nach dem Schließen des ersten Ventils, wobei der Auslaß dieses zweiten Ventils mit der Saugmündung des Venturi-Messers (15) verbunden ist und beide Ventile (1, 13) von der elektronischen Steuereinheit (10) über eine geeignete Schnittstelle (14) gesteuert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher ein Filter oder Schalldämpfer (16) mit der Entleerungsmündung des Venturi-Messers (15) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Primärkreislauf des Venturi-Messers (15) unmittelbar aufstromig von letzterem mit einem Ventil (20) vom EIN-AUS-Typ versehen ist, welches von der elektronischen Steuereinheit (10) gesteuert ist, die das Proportionaldruckventil (19) antreibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leitung (17), welche die Druckluft zu dem Primärkreislauf des Venturi-Messers (15) zuführt, mit einem Druckregulator (18) versehen ist, der von dem Proportionaldruckventil (19), welches von der elektronischen Steuereinheit (10) gesteuert ist, angetrieben wird.